ĐỒ ÁN phân tích, và tính toán trạm biến áp Trung gian đi sâu về hệ thống đo lường và bảo vệ

Do đó để đảm bảo tốt nhu cầu về điện cần phải có biện pháp nâng cấp, sửa chữanguồn điện cũ, xây dung thiết kế nguồn điện mới, đặc biệt đối với phụ tải công nghiệpthường gây nhiều ảnh hưở

Lời nói đầu

Cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, nhu cầu về sử dụng điện phục vụcho sản xuất và đời sống sinh hoạt của nhân dân ngày càng tăng Trước đây phụ tảiđiện khu vực ngoài thành thị chủ yếu là điện sinh hoạt và điện cung cấp cho canhtác Trong những năm gần đây khi các hộ tiêu thụ sản xuất nông nghiệp ngày mộtphát triển thì phụ tải điện tăng lên Tuy nhiên nguồn lưới điện hiện tại chưa đượcsửa chữa và nâng cấp gây ảnh hưởng không tốt đến chất lượng điện, hao tổn điệnnăng cao Bên cạnh đó còn phát sinh nhiều vấn đề về xã hội và môi trường

Do đó để đảm bảo tốt nhu cầu về điện cần phải có biện pháp nâng cấp, sửa chữanguồn điện cũ, xây dung thiết kế nguồn điện mới, đặc biệt đối với phụ tải công nghiệpthường gây nhiều ảnh hưởng xấu tới lưới điện như độ ổn định điện áp không cao, hệ sốcao thấp, hao tổn điện năng cao Nếu công suất phụ tải lớn cần phải có nguồn cung cấpriêng để đảm bảo chế độ làm việc an toàn cho các phụ tải khác

Xuất phát từ nhu cầu thực tế trên, cũng như hiểu rõ tầm quan trọng củanguồn điện Ngành điện lực đã có những dự án đầu tư phát triển để nâng cấp, sửachữa, xây dựng mới không chỉ tập trung mà còn dàn trải đều khắp các vùng trongthành phố Hải Phòng Đặc biệt là ở khu vực ngoại thành Nguồn điện lưới cũkhông đủ tiêu chuẩn giờ đã được thay thế Nhờ vậy bộ mặt thành phố đã có nhữngthay đổi đáng kể Một trong những dự án đã và đang được triển khai xây dựng đó

là trạm biến áp trung gian 110 KV Huyện Tiên Lãng Hứa hẹn sẽ góp phần nângcao cũng như sẽ tạo ra những vận hội mới cho sự phát triển kinh tế, đặc biệt là cácngành đòi hỏi cao về nhu cầu điện năng

Căn cứ vào tình hình trên, được sự phân công của Bộ Môn Điện Côngnghiệp và dân dụng - khoa Khoa học tự nhiên - Trường Đại Học Hải Phòng và sựhướng dẫn của Thầy Cô Giảng Viên trong khoa, em nghiên cứu thực hiện đề tài

“Phân tích và tính toán trạm biến áp Trung gian huyện Tiên Lãng - Hải Phòng - đi sâu về hệ thống đo lường và bảo vệ”

Nội dung đồ án gồm có:

Chương 1: Giới thiệu chung về trạm biến áp trung gian huyện Tiên LãngChương 2: Tính toán, kiểm tra lựa chọn thiết bị bảo vệ và tính toán chốngsét, nối đất

Chương 3: Sơ đồ cung cấp điện tự dùng và hệ thống bảo vệ đo lường trongtrạm biến áp

Trong quá trình thực hiện đề tài, với sự hiểu biết của bản thân, em đã cốgắng vận dụng tất cả kiến thức đã học để thực hiện đề tài với các số liệu khảo sát

và thống kê được Bên cạnh đó, em luôn được sự hướng dẫn nhiệt tình của ThầyGiáo PGS.TS Hoàng Xuân Bình, các Thầy Cô trong Bộ Môn Điện Công nghiệp vàdân dụng - khoa Khoa học tự nhiên - Trường Đại Học Hải Phòng Đến nay đề tài

đã hoàn thành đúng thời gian quy định

Do năng lực bản thân còn nhiều hạn chế, mà đến nay đề tài đã được hoànthành Em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy Giáo PGS.TS Hoàng Xuân Bình, các Thầy

Cô trong Bộ Môn Điện Công nghiệp và dân dụng khoa Khoa học tự nhiên Trường Đại Học Hải Phòng giúp đỡ em trong suốt quá trình từ khi còn chọn lọc đềtài, đến khi đề tài đã được hoàn thành Em xin chân thành cảm ơn

-Hải Phòng, ngày tháng năm 2012

Sinh viên thực hiện

Vũ Tiến Đạt

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRẠM BIẾN ÁP

TRUNG GIAN HUYỆN TIÊN LÃNG

1.1 Giới thiệu tổng quan về huyện Tiên Lãng

1.1.1 Vị trí địa lý

Huyện Tiên Lãng nằm ở phía Nam Thành phố Hải Phòng, phía Bắc giáp vớihuyện An Lão và huyện Kiến Thụy, ranh giới là sông Văn Úc, Nam và Tây Namgiáp với huyện Vĩnh Bảo, ranh giới là sông Thái Bình, Tây giáp với Tỉnh HảiDương, Đông giáp với Vịnh Bắc Bộ

1.1.2 Khí hậu

Huyện Tiên Lãng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, được chiathành 2 mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô.Theo thống kê của trạm khí thượngthuỷ văn: Nhiệt độ trung bình hàng năm là 25oC Nhiệt độ cao nhất trong năm là

39oC, nhiệt độ thấp nhất trong năm là 7oC Lượng mưa trung bình hàng năm là2020mm, lượng mua cao nhất là 2400mm, lượng mưa thấp nhất là 1410mm, lượngmưa tập trung chủ yếu vào tháng 6,7,8, chiếm 60 - 80% tổng lượng mưa cả năm

1.1.3 Điều kiện tự nhiên

Diện tích huyện Tiên Lãng không lớn lắm, khoảng 189km2, trong đó phầnlớn là đất thổ cư Tổng dân số của huyện là 189,04 người, với mật độ khoảng 189người/km2 Huyện bao gồm thị trấn Tiên Lãng và 22 xã khác: Đại Thắng, TiênCường, Tự cường, Tiên Tiến, Quyết Tiến, Khởi Nghĩa, Quang Phục, Ving Quang

1.1.4 Sự cần thiết của công trình

Hiện nay do nền kinh tế phát triển, nhu cầu về sử dụng điện trong sản xuất

và sinh hoạt ngày càng tăng Đặc biết Thành phố Hải Phòng mới được Nhà nướccông nhận là Thành phố loại I cấp quốc gia Về mặt xã hội thành phố có sự thay

đổi lớn, nhiều dự án phát triển thành phố được đặt ra và huyện Tiên Lãng cũngnằm trong dự án phát triển của thành phố Qua đây cho thấy sự cần thiết của việcthay đổi lưới điện, thay cho lưới điện cũ 35KV không còn đảm bảo về tính an toàn,điện áp trên lưới không ổn định, chất lượng điện năng không cao, hao tổn điệnnăng lớn Dự án đầu tư lưới điện là dự án lớn có ý nghĩa quan trọng, góp phần thúcđẩy phát triển kinh tế dân sinh của địa phương Dự án nằm trong quy hoạch pháttriển điện lực đén năm 2020 nhằm mục đích hoàn thiện, nâng cao công suất cấpđiện cho sản xuất và sinh hoạt của người dân trong vùng ở 23 xã và thị trấn TiênLãng.

1.2 Khái quát chung về trạm biến áp trung gian 110KV huyện Tiên Lãng.

1.2.1 Giới thiệu chung

Trạm biến áp 110KV huyện Tiên Lãng được triển khai thi công từ năm

2009, dự án bao gồm các hạng mục: đầu tư xây dựng trạm biến áp, hệ thống cột,đường dây 110KV đi qua 6 xã và thị trấn (Đại Thắng, Tiên Cường, Tự Cường,Tiên Tiến, Quyết Tiến, Khởi Nghĩa) Tổng trị giá đầu tư gần 100 tỷ đồng Dự án

do Công ty TNHHMTV Điện lực Hải Phòng làm chủ đầu tư

1.2.2 Thông số ký thuật của trạm

Máy biến áp chính do nhà máy chế tạo thiết bị điện Đông Anh sản xuất,Trạm đực lắp đặt hiện tại có 1MBA là T1110/35/22KV - 25.000KVA và tiếp thteotrong tương lai sẽ lắp thêm 1 MBA T2110/35/22KV - 25.000KVA

a Nguồn cấp điện gồm 2 nguồn:

Đường dây 110KV thứ 1 sẽ lấy từ trạm E03 Đồng Hoà - Thái Bình 1 đãđược xây dựng trong tương lai

b H.1.1: Sơ đồ lưới điện khu vực huyện Tiên Lãng

c Phụ tải của trạm 110KV có 2 cấp điện áp 35KV và 22KV gồm:

Bảng 1.1: Phân phối phụ tải của điện áp 35KV

Tủ phân phối điện xoay chiều: AC - 380/220V - 400A

Tủ phân phối điện một chiều: DC - 220 - 300A

Tủ chỉnh lưu: 3 pha 380VAC/220VDC - 63A

1.3 Trạm biến áp trung gian

H.1.2: Bản vẽ ngăn MBA với đường dây

Bảng 1.3: Thống kê trang thiết bị điện của sơ đồ năng MBA với đường dây

STT Quy cách mã hiệu Tên

6 DS/1ES - 123KV - 1250 - 31,5KA/3s Dao cách ly 3 cực 1 tiếp địa

7

CVT - 123KV

10 CT - 123KV - 1250A - 200 - 400 -

1.3.1 Thông số kỹ thuật máy biến áp

a MBA chính do Công ty thiết bị Đông Anh chế tạo với các thông số kỹ

Y n 11 - 12

Cuộn dây cáp cao áp 110KV được nối ao có dây trung tính nối đất

Cuộn dây hạ áp 35KV được nối tam giác

Cuộn dây hạ áp 22KVđược nối ao có dây trung tính nối đất

Công suất

(KVA)

Udm(KV)

CaoB

Dầu(lít)

Toàn bộ(kg)

H.1.3: Bản vẽ lắp đặt MBA chính, cáp lực, chống sét van 35 - 22KV

Chống sét van và dao trung tính MBA

Bảng 1.5: Thống kê trang thiết bị điện lắp đặt MBA chính, cáp lực, chống

sét van 35 - 22KV

vị

Sốlượng

3 Kẹp cực TT máy biến áp Cho dâyAC240 Cái 1

b MBA tự dùng cho VINA - TAKAOKA chế tạo, gồm 2 MBA:

MBA tự dùng: 100VA - 38, 5(23)  2 x 2,5%/0,4KV

MBA tự dùng: 100VA - 38, 5(10,52 x 2,5%/0,4KV

(KVA) mạch Không

tải

NguồnMạch

H.1.5: Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 110KV huyện Tiên Lãng

Trạm biến áp Đồng Hoà với công suất 250 + 125 MVA được cấp nguồn từTBA 220KV Phả Lại và TBA 220 Vật Cách Tại đây điện áp đã được biến đổixuống còn 110KV, đồng thời hoà chung với lưới điện 110KV An Lạc cấp điện chotoàn thành phố Hải Phòng: TBA Lê Chân, Lạch Tray, Cửa Cấm, Kiến An, Đồ Sơn,Đình Vũ, Cát Bi, Tràng Duệ, Tiên Lãng, Vĩnh Bảo Trạm biến áp trung gian TiênLãng được cấp điện từ trạm EO1 Đồng Hoà - Thái Bình 1 và EO3 Đồng Hoà -Thái Bình 2

Nguồn điện lấy từ trạm EO1 được kiểm tra bởi 1 biến điện áp đo lường(CVT - 123KV.115 3 : 0,11/ 3: 0,11/ 3KV ) => dao cách ly 3 cực 2 tiếp địa(DS/2ES - 123KV.1250A - 31,5KA/3s) => được kiểm tra bởi dòng điện (CT123KV 200 - 400 - 600 - 800/1A) => Máy cắt (CB - 123KV 1250A - 31,5KA/3s)

=> DCL 3 cực 2 tiếp địa (DS/2ES - 123KV - 1250A - 31,5KA/3s)

Tại nhánh thứ 2 lấy nguồn từ trạm EO3 cũng phải đi qua các phần tử như đã

kể trên Tai 2 điểm nút mạng này nguồn điện vừa được cấp đến các MBA T1 và T2qua các phần tử DCL 3 cực 1 tiếp địa (DC/ES - 123KV.1250A - 31,5KA/3s)

=>Vân chống sét (VCS) (SA 96KV/10KA) => biến dòng (CT 123KV.200 400- 600 - 800/1A) =>được cấp đến cuộn dây sơ cấp của MBA T1 và T2 được nốisao Trong khi đó 2 điểm nút mạng cũng được nối với nhau qua DCL 3 cực 1 tiếpđịa => máy cắt CB => máy biến dòng điện CT => DCL 3 cực 1 tiếp địa Nhằmmục đích đảm bảo tính an toàn, liên tục trong quá trình cấp điện khi một nhánhchẳng may gặp sự cố, cũng như nâng cao công suất của nguồn.

-* Tại đầu ra của cấp điện áp 35KV nguồn điện được kiểm tra bởi một thiết

bị đo lường đó là biến đổi dòng (CT - 123KV.400 - 600/1A) và được bảo vệ chốngsét bởi thiết bị CSV (SA 48KV/10KA) Sau đó nguồn điện được đưa tới tủ lộ tổngHO1 Qua biến dòng (CT - 123KV.200 - 400 - 600 - 800/1A) => Máy cắt tổng(CB.3P - 50Hz; 38,5KV - 1250A - 25KA/1s) =>được đưa tới thanh cái => cáp điệncho tủ đo lường HO2 tủ TG - Hoà Bình HO3, tủ TG - Lộc Trù HO4 và các tủ dựphòng HO5, HO6

Tủ đường dây HO3, HO4 lấy điện từ thanh cái qua máy cắt (CB 630A 25KA/1s) => biến dòng điện (CT 123KV.400 - 600/1A) => dao nối đất (72KV -630A) => bảo vệ bởi CSV (SA 48KV/10KA) Riêng nguồn diện từ tủ HO3 cònđược cấp cho MBA tự dùng 35KV MBA này được bảo vệ bởi CSV (SA 48KV -10KA), cầu chì (F1 35KV - 6.3A) => MBA tự dùng (1000KVA 38.5 (23)  2 x2,5%/0,4KV)

* Tại đầu ra của cấp điện áp 22(10)KV được kiểm tra bởi dòng điện (CT 24KV 600 - 800 - 1000/1A) => CSV(SA - 15KV/10KA) => Đưa đến tủ lộ tồngJO7 qua dao nối đất => biến dòng điện (CT - 24KV 600 - 800 - 1000/1A) => Máycắt tổng CB (3P - 50Hz; 24KV.1250A - 25KA/1s) => được đưa đến thanh cái cấpđiện cho các tủ đường dây TT Tiên Lãng JO1, xã Vinh Quang J09, tủ đo lườngJO5, tủ tự dùng JO3, tủ nối J11

-Tủ đường dây JO1, JO9 lấy điện từ thanh cái máy cắt (3P - 50Hz;24KV.1250Ka/1s) => qua biến dòng (CT - 24KV.200 - 400 - 600/1A) => Dao nốiđất => tải tiêu thụ.

Tủ tự dùng JO3 được cấp điện qua máy cắt CB => dao nối đất => cấp điệncho MBA tự dùng N1 - 100KVA.23(10,5)  2 x 2,5%/0,4KV)

Tủ điện T2 hiện chưa được lắp đặt và sẽ được dự án lắp trong giai đoạn sau

1.4 Tủ phân phối điện

1.4.1 Tủ phân phối điện 35KV

Bảng 1.8: Tủ phân phối điện 35KV

Bình

Tg - Lộc

1.4.2 Tủ phân phối điện 22KV

Bảng 1.9: Tủ phân phối điện 22KV

TT Tiên

Xã Vinh

1.4.3 Tủ phân phối điện tự dùng

Tự dùng của trạm có 2 nguồn gồm: MBA tự dùng 35KV và MBA tự dùng22KV cấp điện cho:

Tủ phân phối điện xoay chiều: AC - 380/220V - 400A

Tủ phân phối điện một chiều: DC - 220 - 300A Tủ chỉnh lưu: 3 pha380VAC/220VDC - 63A

Bộ ắc quy: 220 VDC - 120Ah

Chương 2 TÍNH TOÁN, KIỂM TRA LỰA CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ VÀ TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT,

NỐI ĐẤT.

2.1 Tính toán trạm biến áp và ngắn mạch trong

hệ thống

2.1.1 Lựa chọn máy biến áp và trạm biến áp

2.1.1.1 Lựa chọn máy biến áp

Máy biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện ápkhăc, nó đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống cung cấp điện Hệ thống điện

mà huyện đang sử dụng là đường dây 35kV sẽ không đáp ứng được nhu cầu vềđiện trong thời gian tới

Qua sự tìm hiểu cùng với sự giúp đỡ của các cán bộ kỹ thuật Công ty TNHHMTV Điện lực Hải Phòng MBA được sử dụng gồm 02 MBA chính và 02 MBA tựdùng đều là những MBA đặt ngoài trời

Trong đó:

* MBA chính là loại máy có công suất lớn 25000kVA nên được lắp bệt dướiđất Được thể hiện qua bản vẽ:

H.1.3: Bản vẽ lắp đặt MBA chính, cáp lực, chống sét van 35-22kV

Chống sét van và dao trung tính MBA

* MBA phụ là loại máy công suất nhỏ 100kVA nên dùng loại MBA treo.Được thể hiện qua bản vẽ:

H.1.4: Bản vẽ bố trí thiết bị, cấu kiện trạm biến áp tự dùng 35/0,4kV

2.1.1.2 Lựa chọn trạm biến áp

Đối với trạm biến áp gồm có các dạng kết cấu như trạm non bộ, trạm treo,trạm bệt, trạm kín…

a Trạm non bộ:

Là trạm để chế tạo, lắp đặt sẵn hoàn toàn, các phần tử của trạm biến áp, thiết bịcao áp, hạ áp tất cả đặt trong một container kín có ngăn, chia ra làm ba khoang Trạmchịu được mọi thời tiết, chịu va đập, được chế tạo với mạng điện áp từ 7,1-24kV, vớimáy biến áp dung lượng từ 1000kVA trở xuống và thiết bị cap áp đa dạng

b Trạm treo:

Là kiểu trạm toàn bộ các thiết bị cao áp, hạ áp và máy biến áp được đặt trêncột Trạm có ưu điểm là tiết kiệm được diện tích đất cho nên thường được dùngcho các trạm công cộng đô thị Hiện nay để đảm bảo an toàn người ta chỉ cho phépdùng trạm treo cho cỡ máy biến áp từ 250kVA-4200kVA trở xuống

c Trạm bệt:

Trạm này thường được dùng phổ biến ở nông thôn hược cơ quan nơi có điềukiện đất đai cho phép Kiểu trạm này được sử dụng với dải điện áp cao và côngsuất lớn

d Trạm kín (trạm trong nhà, trạm xây):

Trạm này dùng ở nơi cần có độ an toàn cao, những nơi có điều kiện khóibụi, nơi hóa chất ăn màn Trạm được bố trí thành ba phòng: phòng cao áp, phòngmáy biến áp và phòng hạ áp Với trạm này cần xây dựng hố dầu sự cố dưới bệ máybiến áp, có cửa ra vào sửa chữa, kiểm tra định kỳ và thông gió Vị trí trạm biến ápcần phải đảm bảo về kỹ thuật- kinh tế cùng với sự đảm bảo về mỹ quan và phảiđảm bảo an toàn cho người sử dụng

Qua sự tìm hiểu ở trên thì kiểu trạm bệt sẽ đáp ứng được yêu cầu về điện áp

và công suất của trạm 110/35/22(10)kV và điều kiện tự nhiên với mặt bằng diệntích của huyện rộng đảm bảo điều kiện về đất đai

2.1.2 Dung lượng và số lượng máy biến áp

Mục đích của việc thiết kế hệ thống cung cấp điện là giảm tổn thất điện năng

và chi phí xây dựng đường dây sao cho việc sử dụng điện đạt hiệu quả nhất

Dựa vào phụ tải tổng hợp ngày và đêm của huyện, để tính chọn dung lượng

và số máy đảm bảo cho chế độ vận hành của máy biến áp ta chọn công suất lớnnhất trong ngày

a MBA chính do công ty thiết bị Đông Anh chế tạo Gồm 2 MBA với các thông số kỹ thuật sau: T-25000kVA-115±9x1,78/38,5±2x2,5%/23(10,5)kV-Yn/D/Yn 11-12.

Cuộn dây cao áp 110kV được nối sao có dây trung tính nối đất

Cuộn dây hạ áp 35kV được nối tam giác

Cuộn dây hạ áp 22(10)kV được nối sao có dây trung tính nối đât

Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật của MBA 110/35/22(10)kV

Tổ đấudây

Tổn thất(W)

UN%Không tải Nguồn mạch

tế và các yêu cầu kỹ thuật của lưới điện Trọng tâm phụ tải là vị trí đặt trạm biến áp

có tọa độ M(X, Y) được xác định như sau:

Nguồn cấp điện gồm 2 nguồn:

Đường dây 110kV thứ 1 sẽ lấy từ trạm E01 Đồng Hòa- Thái Bình 1 đã đượcxây dựng

Đường dây 110kV thứ 2 sẽ lấy từ trạm E03 Đồng Hòa- Thái Bình 2

2.1.4 Tính toán ngắn mạch

Ngắn mạch là hiện tượng các pha chạm vào nhau hoặc có 1 hay nhiều phachạm đất Gây ra dòng điện lớn rất nhiều lần so vơi dòng điện làm việc của đườngdây, tạo ra ứng suất nhiệt và ứng suất động rất lớn, phá hỏng các khí cụ điện

Do hậu quả nghiêm trọng của hiện tượng ngắn mạch nên việc tính toán ngắnmạch rất quan trọng trong bài toán phân tích, tính toán

Tính toán ngắn mạch nhằm:

Thiết lập, đánh giá, chọn sơ đồ nối điện

Xác định điều kiện làm việc của các thiết bị điện ở chế độ sự cố

Chọn, kiểm tra thiết bị

Tính toán nối đất bảo vệ

Việc tính toán ngắn mạch

a Góc lệch pha giữa rô to của máy phát trong quá trình ngắn mạch không thay đổi (không va chạm, đu đưa máy).

b Phụ tải có thể thay thế bằng 1 điện trở không đổi hoặc bỏ qua.

c Không tính đến điện dung của các thành phần trong hệ thống và dòng từ hóa 2.1.4.1 Tính toán ngắn mạch phía cao áp 110kV

a Phía cao áp của mạng điện có cấp điện áp 110kV khi tính toán ngắn mạchphía cao áp vì không biết cấu trúc cụ thể của hệ thống điện quóc gia nên cho phéptính gần đúng điện kháng của hệ thống điện thông qua công suất ngắn mạch củamáy cắt đầu nguồn và coi hệ thống có công suất vô cùng lớn

Sơ đồ tính toán phía cao áp như sau:

Điện kháng của hệ thống được tính theo công thức:

2 dm

HT

N

U X

Các giá trị tính toán có xét đến sự phát triển của phụ tải và tính toán theo sơ

đồ hoàn chỉnh là sơ đồ cầu ngoài Mạch biến áp công suất: 25MVA

Để tính toán dòng điện ngắn mạch cho trạm biến áp 110/35/22(10)kV TiênLãng, sử dụng chương trình tính toán hệ thống điện PSS/E-V29 trên máy tính với

hệ thống điện Việt Nam vận hành tất cả các nguồn hiện có và sơ đồ kết dây hệthống điện tính đến năm 2015

Kết quả tính toán:

Bảng 2.3: Tính toán dòng ngắn mạch ở các thanh cái.

* Tính toán các dòng điện làm việc cưỡng bức và dòng xung kích

Dòng điện làm việc cưỡng bức: Icb

Dòng điện làm việc cưỡng bức phía 110kV

25000

131( )

cb cb

* Tính toán xung lượng nhiệt khi xảy ra ngắn mạch BN

Ta có BN = BNCK + BNKCK (2.5)Trong đó: BNCK: xung lượng nhiệt dòng điện ngắn mạch chu kỳ

BNKCK: xung lượng nhiệt dòng điện ngắn mạch không chu kỳ

Điện trở và điện kháng của máy biến dòng:

2 3 / 2 /

.10 ,

N d m B

: Điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn

S: Diện tích của dây dẫn, mm2

l: Chiều dài dây dẫn, km

Điện trở và điện kháng của các phần tử khác tra trong sổ tay kỹ thuật, [9,8].Dòng điện ngắn mạch phía hạ áp được tính theo công thức:

1,3 2 ,

i  I KA

a Phía 35kV

* Tính toán các dòng điện làm việc cưỡng bức và dòng xung kích

Dòng diện làm việc cưỡng bức Icb

25000

412( )

cb cb

Trong đó: BNCK: xung lượng nhiệt dòng điện ngắn mạch chu kỳ

BNKCK: xung lượng nhiệt dòng điện ngắn mạch không chu kỳ

Dòng diện làm việc cưỡng bức Icb

25000

656( )

cb cb

Trong đó: BNCK: xung lượng nhiệt dòng điện ngắn mạch chu kỳ

BNKCK: xung lượng nhiệt dòng điện ngắn mạch không chu kỳ

Bảng 2.4: Thống kê đại lượng tính toán

2.2.1 Dây dẫn phía 110kV

a Chọn tiết diện dây

Tiết diện dây dẫn chọn theo mật độ dòng kinh tế:

Áp dụng công thức:

3.

ldm lvbt

dm

S I

U

 (2.13)

50000

262 3.110

lvbt

I   A

2

262 238 1,1

lvbt kt

J : Mật độ dòng điện kinh tế (J kt  2,5 /A mm2 ứng với Tmax = 3000-5000h)

b Kiểm tra phát nóng lâu dài.

cp hc

nên dây dẫn chọn là thỏa mãn

c Kiểm tra ổn định nhiệt khi có ngắn mạch:

lvbt kt

Để thuận tiện cho việc lắp đặt cáp ta chọn 3 sợi cáp 1 pha tiết diện 240mm2cách điện bằng XLPE: 38,5kV- 3Cu.XLPE-(1x240mm2)

b Kiểm tra điều kiện phát nóng:

Điều kiện: K1.K2.Icp ≥ I lvbt

Trong đó:

Icp = 731A: Dòng điện cho phép của cáp

K1 = 0,87 là hệ số hiệu chỉnh về nhiệt độ của môi trường xung quanh

K2 = 0,76 là hệ số hiệu chỉnh theo số cáp cùng đặt trong mương cáp

Kiểm tra phát nóng K1.K2.Icp = 0,87 0,76 731 = 483 (A) > I lvbt = 412A.Như vậy cáp lộ tổng phía 35kV được chọn là cáp 38,5kV- 3Cu.XLPE-(1x240mm2) Để dự phòng cho việc thay máy ta có chọn cáp 38,5kV- 3Cu.XLPE-(1x300mm2)

2.2.3 Dây dẫn phía 22kV

a Chọn cáp lộ tổng 22kV

Tiết diện cáp kinh tế được chọn như sau:

lvbt kt

kt

I S

J



kt

Để thuận tiện cho việc lắp đặt cáp ta chọn 3 sợi cáp 1 pha tiết diện 300mm2cách điện bằng XLPE: 24kV- 3Cu.XLPE-(1x300mm2)

b Kiểm tra điều kiện phát nóng:

Điều kiện: K1.K2.Icp ≥ I lvbt

Trong đó:

Icp = 830A: Dòng điện cho phép của cáp

K1 = 0,87 là hệ số hiệu chỉnh về nhiệt độ của môi trường xung quanh

K2 = 0,76 là hệ số hiệu chỉnh theo số cáp cùng đặt trong mương cáp

Kiểm tra phát nóng K1.K2.Icp = 0,87 0,76 830 = 549 (A), I lvbt = 656A.Vậy phải chọn cáp có tiết diện lớn hơn Để thuận tiện cho lắp đặt cáp ta chọn 2 cápcho một pha lộ tổng

Tính toán tương tự, cáp có tiết diện 240mm2 có Icp = 731 A thỏa mãn đượcđiều kiện phát nóng cũng như dự phòng cho trường hợp xảy ra quá tải MBA:

2.K1.K2.Icp = 2 0,87 0,76 731 = 967 (A), I lvbt = 656A

Như vậy cáp lộ tổng phía 22kV được chọn là cáp 24kV- (1x240mm2)

3x2xCu.XLPE-2.3 Lựa chọn thiết bị bảo vệ:

Trong điều kiện vận hành các khí cụ điện có thể làm việc ở một trong ba chế

độ sau:

Chế độ làm việc lâu dài

Chế độ làm việc quá tải

Việc lựa chọn các thiết bị điện sử dụng trong hệ thống phải thỏa mãn về yêucầu kinh tế và kỹ thuật vì vậy khi lựa chọn thiết bị ta phải tính chọn và kiểm trachúng một cách cẩn thận theo các chỉ tiêu kỹ thuật như: dòng điện, điện áp, điềukiện ổn định động, điều kiện ổn định nhiệt

a.Chọn các thiết bị theo điện áp:

/ /

d mTB d m mang

U U (2.17)Trong đó:

Đối với dây dẫn:

2 min ; min N ,

2

/ /

d m nh d m nh qd

I t I t (2.21)Trong đó:

a Các điều kiện chọn và kiểm tra sứ như sau:

Bảng 2.5: Các điều kiện chọn và kiểm tra sứ như sau:

TT Đại lượng chọn và kiểm tra Kí hiệu Công thức chọn và

kiểm tra

2 Dòng điện định mức đối với sứ

3 Lực cho phép tác dụng lên đầu

4 Dòng điện ổn định nhiệt cho

Chú thích:

Uđm.sứ : cho phép tăng 15% ở chế độ lâu dài

Fcp : lực cho phép tác dụng lên đầu sứ, Fcp = Fph

i : dòng điện xung kích (kA)

A: khoảng cách giữa hai sứ trên một pha (cm)

(Tài liệu tham khảo: sách Cung Cấp Điện Tr 273.)

Bảng 2.6: Lựa chọn sứ như sau

* H.2.2: Bản vẽ lắp đặt sứ đỡ 110kV

Bảng 2.10: Thống kê trang thiết bị lắp đặt sứ đỡ

4 Bu lông + ốc đệm M16 – bắt kẹp dây Bộ 2

2.3.2 Tính chọn và kiểm tra chống sét van (CSV)

Nhiệm vụ của CSV là chống sét đánh từ ngoài dường dây trên không truyềnvào trạm biến áp và trạm phân phối Chống sét được làm bằng điện trở phi tuyến.Với điện áp định mức của lưới điện, điện trở CSV có trị số lớn vô cùng không chodòng điện đi qua Khi có điện áp sét điện trở giảm tới 0, CSV tháo xuống đất

Người ta chế tạo CSV ở mọi cấp điện áp Để hỗ trợ làm giảm mức độ làmviệc của CSV người ta đặt thêm chống sét ống trên đường dây cách trạm 120 đến200m Chống sét ống có nhiệm vụ tháo bớt sét xướng đất, làm giảm biên độ séttrước khi đến CSV

a CSV có thể đặt ở:

CSV đặt trước DCL: ưu điểm là dòng sét không qua DCL Nhưng muốnkiểm tra, sửa chữa, thay thế phải cắt máy cắt đặt ở trạm biến áp trung gian

CSV đặt ở sau DCL: thuận tiện cho việc kiểm tra, thay thế Nhưng dòng sét

có trị số lớn lại đi qua DCL sẽ làm giảm tuổi thọ của DCL

Đấu CSV vào trạm: đây là cách tốt nhất vừa đảm bảo việc thay thế, sửachữa CSV, vừa đảm bảo an toàn DCL Nhưng phải tốn thêm một DCL nữa và phải

Bảng 2.11: Chọn chống sét van như sau

Bảng 2.12: Thống kê trang thiết bị lắp đặt chống sét van 96kV và sứ trụ

110kV

2.3.3 Tính chọn và kiểm tra cầu chì rơi

Cầu chì là một khí cụ bảo vệ đơn giản, rẻ tiện nhưng độ nhạy kém Nó chỉtác động khi dòng điện lớn hơn định mức nhiều lần, chủ yếu là khi xuất hiện dòngngắn mạch Do đó nó là thiết bị điện để bảo vệ mạch điện khi xảy ra ngắn mạch.Được sử dụng rộng rãi cho mạng điện dưới 1000V, ở các thiết bị điện 10-35kV cầuchì được dùng để bảo vệ cho mạng hình tia, các máy biến áp điện lực công suất bé

Cầu chì được chọn theo điện áp định mức, dòng điện cắt định mức Ngoài

ra còn cần chú ý vị trí đặt cầu chì trong nhà hay ngoài trời

Bảng 2.13: Các điều kiện chọn và kiểm tra cầu chì như sau:

2.3.4 Tính chọn và kiểm tra dao cách ly (DCL)

Nhiệm vụ của DCL là tạo ra một khoảng hở cách điện được trông thấy giữacác bộ phận mang dòng điện và bộ phận cách điện nhằm mục đích đảm bảo antoàn và khiến cho các nhân viên sửa chữa thiết bị điện an tâm khi làm việc Do vậy

ở những nơi cần sửa chữa luôn ta nên đặt thêm DCL ngoài các thiết bị đóng cắt.DCL không có bộ phận dập hồ quang nên không thể cắt được dòng điện lớn

Nếu nhầm lẫn dùng DCL để cắt dòng điện lớn thì có thể phát sinh hồ quanggây nguy hiểm Do vậy DCL dùng để đóng cắt khi không có dòng điện

DCL được chế tạo với các cấp điện áp khác nhau: có loại một pha và cóloại ba pha, có loại ngoài trời và có loại trong nhà.

a Các điều kiện chọn và kiểm tra DCL

Bảng 2.15: Các điều kiện chọn và kiểm tra DCL

gt odn

t I t



(Tài liệu tham khảo: lấy trong sách Cung Cấp Điện Tr 266)

Bảng 2.16: Chọn dao cách ly cao áp 110kVĐiện áp

Uđm(kV)

Iđm(A)

Iđmđ(kA)

Quy cách- Mãhiệu

Đơnvị

Sốlượng

Kèm thiếtbị

bị5

Dây nối đất, cho

2.3.5 Tính chọn và kiểm tra máy cắt cao áp.

Máy cắt điện là một thiết bị dùng trong mạng điện cao áp

để đóng cắt dòng điện phụ tải và cắt dòng điện ngắn mạch Đó làloại thiết bị đóng cắt làm việc tin cậy, song giá thành cao nên chỉđược dùng ở nơi quan trọng

Theo phương pháp dậy hồ quang, có thể phân máy cắt thànhnhiều loại:

1 Máy cắt nhiều dầu

2 Máy cắt ít dầu

3 Máy cắt không khí…

a Các điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt:



(Tài liệu tham khảo: sách Cung cấp Điện Tr 265.)

Ta chọn máy cắt như sau:

Icđm(kA/3s)

Iđmđ(kA)Khí SF6, 3 pha